CN85108275A - 记录脉冲冲编码调制(pcm)信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在采用旋转磁头将每个均由12位字组成的双 通道声频PCM信号转换成8位字组成的数据并 记录之的脉冲编码调制(PCM)信号记录方法 和装置中，提供了将PCM信号转换成每个由 PCM信号的2字的8高位组成的两个数据和一 个由剩下的各个字的4低位组成的8位数据装置。 转换后PCM信号记录在磁带上，即将有i字/通 道并记录在第一和第二磁迹上PCM信号分成第 一半和第二半，第一半中偶数据和第二半中奇数 据组成记录在第一磁迹上的数据，第一半中奇数 据和第二半中偶数据组成记录在第二磁迹上的数 据。

Description

本发明介绍一种脉冲编码调制（PCM）信号记录技术，并具体地介绍适用于旋转磁头型PCM录音机的记录PCM信号的方法和装置。

在1983年10月12日公开的未受审查的日本专利公报58-173934（日本专利申请序号S7-55660，1982年4月3日提交）所披露的PCM录音机中，取样频率为48KHz或44.1KHz和量化位数为16（位）的PCM信号（1个字）由8（位）记录（8（位）称为1码元）。在用旋转磁头将PCM信号记录在磁带上的旋转磁头型PCM录音机中，记录数据序列使初始PCM信号可以重建在每条磁迹上，如1983年11月2日公开的未受审查的日本专利公报58-188314（日本专利申请序号57-69915，1982年4月26日提交）所披露的。

另一方面，PCM信号记录到记录介质上的时间约为普通记录方法的二倍，把待记录的信号、诸如声频信号的取样频率设定为32KHz，并用12位非线性的量化信号，可以得到这样长的记录时间。但是，由于1个字是由12位组成，所以不能采用普通的方法记录码元信号。

《DTA会议活动纪要》（“DTA    Meeting    Activity”）第36-42页，特别是《电子学》杂志（“ELECTRONICS”）1984年第24卷第10期40-42页（日本电子工业协会EIAJ出版）报道了旋转磁头型数字声频带式录音机（R-DAT）的技术进展。

本发明的目的是提供将每个字由预定位数组成的输入PCM信号转换成合适的PCM信号记录格式的方法和装置，在PCM信号记录格式中，用小于1个字位数的预定位数记录字信号，作为数据处理单元。

本发明的另一个目的是提供适合于旋转磁头型PCM录音机的PCM信号记录方法，在该方法中，12位字的PCM信号转换成8位数据，使其适用于以8位作为单元来处理信号的系统，并具有与记录（16位）PCM信号时所得到的相同的错误隐蔽能力。

根据本发明的一个性质，PCM信号的2个字被转换成数据的3个码元，这3个码元包括由每个字的高位组成的码元和各个字低位组成的码元，并且，相邻的PCM信号在不同的磁迹上排列成相互隔开的奇数据和偶数据。这样，有助于用8位即码元处理信号，并补偿在重放时所遇到的猝发错误。

根据本发明的另一个性质，取样后的PCM信号的两个通道被转换成3码元数据，并用多个旋转磁头记录在记录介质上。能够记录在记录介质上的各个磁迹的预定数据码元数按时间顺序分成相应于PCM信号的第一半和第二半的两组，对应于PCM信号第一半的偶PCM信号的偶码元数据和对应于奇PCM信号第二半的奇码元数据记录在磁迹的一条上，与第一半的奇PCM信号对应的奇码元数据和第二半偶PCM信号的偶码元数据记录在另一条磁迹上，数据结尾在交替的（两条）磁迹单元上。另一方面，错误检测/校正码结尾于每条磁迹上。在每条磁迹的第一半和第二半中，PCM信号的偶码元数据和奇码元数据按这种顺序排列，或按相反的顺序排列。

根据本发明，具有（12位）字的PCM信号可以用简单的处理方法转换成8位信号，使信号可以用于用8位处理信号的系统。如果出现了猝发错误的一条磁迹或多条磁迹上的猝发错误多达磁迹的一半，那么在重放时也不会按着时间顺序作为猝发错误出现，因此提高了错误隐蔽能力。

图1示出了本发明一个方案中第一磁迹的数据格式，

图2示出了第二磁迹上的数据格式，

图3示出了磁带上磁迹的排列，

图4说明了数据转换方法

图5示出了PCM信号记录装置的电路图，

图6说明了一个存储器的操作，

图7示出了数据转换电路，

图8示出了数据转换电路的时间图，

图9A和9B分别示出了相应于图1和图2、但在字不需要转换时的数据记录格式。

优选方案详述

用参考附图图1和图2描述了本发明的一个方案。

图1和图2示出了本发明的数据格式。具有12位字的PCM信号的两个通道排列在两条磁迹上。图1示出了第一磁迹上的数据格式，图2示出了第二磁迹上的数据格式。数字1表示一个由8位组成的码元，数字2表示一个码组。通常，一个字信号包括二个码元-上码元和下码元。1个码组包括32个码元，128个码组记录在一条磁迹上。数字3表示第一错误检测和校正码Q，数字4表示第二错误检测和修正码P。

当取样频率为32KHz（对1字＝12位而言）和旋转磁头的旋转速度为1000rpm时，每旋转一周的数据数为1920字/通道。由于两个录音磁头安装在一个圆柱体上，所以在一周内记录两条磁迹。因而，1920字/通道的数据必须排列在两条磁迹上。

为了方便起见，用左通道符号L和右通道符号R表示PCM信号的两个通道。在第一磁迹和第二磁迹上，具有16位字的PCM信号的两个通道的数据格式示于图9A和图9B。其细节在申请序号为712，094的美国专利（欧洲专利申请序号85103110.4，1985年3月18日提交）中曾予以披露，该专利申请书的题目为“旋转磁头型PCM录音与重放的方法和系统”，申请人高桥宏明（Hiroaki    Takahashi），小林正春（Masaharu    Kobayashi），野口高春（Takaharu    Noguchi），涉谷俊文（Toshifumi    sh-ibuya）和荒井塔甲（Takao    Arai）申请日期1985年3月15日，该专利是根据1984年3月19日提出申请的日本专利申请书（序号为54-50915），并转让给本受让人，本专利申请书参考了该专利的公开内容。

在图1中，PCM信号的L通道用L_o-L₁₉₁₉表示，PCM信号的R通道用R_o-R₁₉₁₉表示。这些数字表示时间顺序。阴影线区域为空白区域。

在具有12位字的PCM信号的L和R两个通道中，L通道数据的2个字（24位）和按相同次序的R通道数据的2个字转换成了码元数据。12位L_i中的8位组成1个码元，12位R_i中的8位组成一个码元，12位L_i中剩下的4位和12位R_i中剩下的4位组成一个码元。这样就被转换成3个8位数据了，与L和RPPCM信号有关的L和R奇数据与L和R偶数据排列在不同磁迹隔开的位置上。如图1所示，对于第○-第959号3码元数据，偶数据排列在第一磁迹的第一半，而奇数据排列在第二磁迹的第二半。由于这种排列，既使发生了猝发错误的一个磁迹或在两个磁迹上的猝发错误达到磁迹的一半，在重放时猝发错误也不会在时间顺序上出现。

在每个区域，即在每条磁迹的第一半或第二半，数据的这种排列使得两个相继码元排列在同一码组中靠近的位置上。例如，在第一磁迹的第一半中，第一码元L_o和第二码元L_o/R_o排列在第一码组的第一和第三位置上，第三码元R_o和第四码元L₂排列在第三码组中的第一和第三位置，等等。由于在1个字中的数据即L通道的1个字和R通道的1个字中的数据包括在相继的码元中，所以既使错误出现在两个码元中，错误隐蔽能力也不受影响。相关字的码元排列在码组中相间的位置上，所以它们可以保存在第二错误检测/校正码中，将在下面予以叙述。

这样排列的数据已经加上了第一错误检测/校正码（奇偶符号Q）3和第二错误检测/校正码（奇偶符号P）4，以便在重放过程中能够检测和校正错误。为了加上错误检测/校正码，首先加上第一错误检测/校正码3，然后加上第二错误检测/校正码4。第一错误检测/修正码（Q）3加到每一个4码组的相同码元数上（即第0，第4，第8…码组的第一个码元）。并且，它可以是具有32码元的码长和最小距离为7的里德-所罗门（Reed-Solomon）码。第二错误检测/校正码（P）4加到每个双码组的奇和偶码元上，并且，它可以是具有32码元的码长和最小距离为5的里德-所罗门码。

图3示出了磁带上磁迹的排列。数字5表示磁带，数字6和7表示由一对旋转磁头记录的第一和第二磁迹。数据分布在两条邻近的磁迹上，如图1所示。

图4示出了12位PCM信号转换为8位码元的方法。如上所述，L通道的12位数据8和相同顺序的R通道12位数据9和被转换成3码元（8位/码元）数据10-12。码元10包括L通道数据8的8个高位，码元12包括R通道数据9的8个高位，码元11包括L通道数据8的4个低位和R通道数据9的4个低位。由这种位转换格式，用如下所述的简单电路完成了该转换。

图5示出了根据本发明记录PCM信号的PCM信号记录装置的电路图。数字20表示输入端，来自PCM信号源或传输线的PCM信号加到上面，数字21表示数据总线，数字22表示数据转换电路，数字23-26表示存储器，数字27表示存储器的控制电路，数字28表示错误检测/校正码加法电路，数字29表示记录电路，数字30表示放大器，数字31表示旋转磁头。

加到输入端20的12位PCM信号由数据转换电路22转换成8位数据，8位数据经由数据总线21存储在存储器23-25中。存储在存储器23-26中的PCM信号提供给错误检测/校正码加法电路28，在该电路中错误检测/校正码被交错，加上了第一错误检测/校正码3和第二错误检测/校正码4。被交错的并且被加上奇偶码元的PCM信号一个码组接一个码组地提供给记录电路29，加上一个同步信号和子代码，然后信号由放大器放大后用旋转磁头记录在磁带上。

存储器23-26中的每一个均有一个存储容量的磁迹。存储器23和25存储数据示于图1，存储器24和26存储数据示于图2。那些存储器可以是被分成4个存储区的一个或两个存储器。

图6示出了存储器的操作。数字32表示数据的输入，数字33表示错误检测/校正码的加法，数字34表示数据的输出，数字35表示记录信号到磁带上。被插在数据/码系列中的数字23-26表示操作中的存储器。从数据转换电路22输出的PCM信号被存储在存储器23和24中，使得在L通道和R通道中数据的1920字在旋转磁头31的一次旋转中（360°）分别存储在存储器23和24中。存储器的地址由控制电路27控制，以便数据按图1和图2所示的格式排列。在下一次旋转过程中，存储在存储器23和24中的数据被加上错误检测/修正码，然后数据记录在磁带5上。在记录存储在存储器23和24中的数据时，提供的PCM信号在下一次旋转过程中记录到磁带上。

图7示出了数字转换电路22。该电路将12位信号转换成8位信号。数字37-39表示锁存电路，数字40和41表示开关电路。参考图8的时间图说明其操作方式。

从信号源提供的、并被多路转换器交替排列在L和R通道的PCM信号提供给输入端20。加到输入端20的L通道PCM信号的8个高位锁存在锁存电路37中，4个低位通过开关电路40锁存在锁存电路38中。锁存在锁存电路37中的L通道的8个高位作为码元10提供给输出端36。然后，加到输入端20的R通道PCM信号的8个高位锁存在锁存电路37中，4个低位通过开关电路40锁存在锁存电路39中。锁存在锁存电路38和39中的8位数据作为码元11提供给输出端36。最后，锁存在锁存电路37中的R通道的8个高位作为码元12提供给输出端36。

根据本实施例，12位PCM信号能够用简单的处理方法转变成8位数据，因此，提高了对猝发错误的隐蔽能力。

Claims (7)

1、用于将K通道提供的、并具有m位字的脉冲编码调制(PCM)信号转换成具有n位字数据的一种PCM信号记录方法，其中m和n为正整数且m＞n，其特性在于，该方法包括如下步骤：

接受PCM信号的K字，1个字来自每个K通道；

限定PCM信号每个K字的n个高位，产生每个由n个高位组成的K数据；

产生由PCM信号每个K字的(m-n)个低位组成的K·(m-n)位，并用n位去除K·(m-n)，产生K·(m-n)/n数据；

记录具有n位作为记录字单位的所产生的数据在预定的磁迹上。

2、根据权利要求1的PCM信号记录方法，其中上述m位、n位和K通道分别为12位、8位和2通道，以使输入PCM信号的2个字转换成8位数据的3个码元，这样形成码元数据以便使记录数据结尾于预定长度的第一和第二相邻磁迹中，并且，由2个字转换的3码元数据排列在磁迹中数据码组的附近区域。

3、根据权利要求2的PCM信号记录方法，其中上述磁迹包括由旋转磁头分布在记录介质上形成的多个双磁迹，记录在双磁迹上的输入PCM信号的i字/通道按时间顺序分成第一半和第二半，相应于PCM信号第一半的偶数据转换过的字数据和相应于PCM信号第二半的奇数据转换过的字数据组成数据，该数据将要记录在两条磁迹中第一条磁迹上，相应于PCM信号第一半的奇数据转换过的字数据和相应于PCM信号第二半的偶数据转换过的数据组成数据，该数据要记录在两条磁迹中第二条磁迹上。

4、根据权利要求3的PCM信号记录方法，其中偶数或奇数数据被记录在每条磁迹的第一半，而奇数或偶数数据记录在每条磁迹的第二半。

5、旋转磁头型PCM信号录音装置的信号记录方法，其录音装置包括：多个录音磁头，安装有上述磁头的旋转园柱体，耦合到信号源上的信号输入电路以接收具有每个字中第一位数的PCM信号的双通道，把上述输入电路提供的PCM信号转换成具有每个码元中第二位数的码元数字转换电路，第二位数小于第一位数，用来将一个错误检测/校正码和一个附加码加到由上述转换电路提供的码元数据上的信号处理电路，用于将上述信号处理电路的输出记录到磁带上多个双磁迹上的记录电路。上述方法包括如下步骤：

（a）将上述信号源提供的PCM信号的双通道转换成多个码元数据，他们含有由每个字第二高位数组成的多个码元和由剩下的两个字的低位组成的第二位数的一个码元;

（b）以两个磁迹数据单元的形式存储上述转换过的码元数据，以使相应于输入PCM信号双通道的第一半和偶数据的第一码元以及相应于第二半和奇数据的第二码元排列在第一磁迹中，相应于第二半和偶数据的第三码元以及相应于第一半和奇数据的第二码元排列在第二磁迹中;

（c）根据磁迹中存储的码元数据给每个磁迹产生一个错误检测/校正码;

（d）把错误检测/校正码和存储的码元数据提供给上述旋转磁头将它们记录在磁带上。

6、根据权利要求5的信号记录方法，其中上述第一和第三数据组或上述第二和第四数据组首先记录在上述第一和第二磁迹上。

7、旋转磁头型PCM信号记录装置包括：

（a）一个旋转圆柱体，具有多个录音磁头，并适合于同记录介质接合;

（b）一个输入电路，耦合到信号源上，接收PCM信号的多通道，每个信号具有每个字的第一位数;

（c）一个数据转换电路，用来将上述输入电路提供的PCM信号通道转换成多个码元，每个码元由第二位数组成，第二位数小于第一位数;

上述数据转换电路产生多个码元数据，包括每个由相同时间顺序的PCM信号的第二高位数组成的多个码元和PCM信号剩下的低位组成的第二位数的一个码元;

（d）一个存储器，用来存储数据转换电路的输出，上述存储器具有存储多条磁迹数据的容量;

（e）一个控制电路，用来控制存储器的读/写，把存储的码元数据记录在记录介质的磁迹上;

上述控制电路由在第一和第二一对磁迹中的数据量决定的数据单位来控制读出所存贮的码元数据，并且把码元数据排列成相应于输入通道PCM信号和偶数据的第一半的第一码元数据，相应于第二半和奇数据的第二码元数据，相应于第二半和偶数据的第三码元数据以及相应于第一半和奇数据的第四码元数据，并分配第一和第二码元数据到第一磁迹，第三和第四码元数据到第二磁迹;

（f）一个错误检测/校正码加法电路，用来将错误检测/校正码加到第一和第二码元数据组的每一个上和加到第三和第四码元数据组的每一个上。

（g）一个记录电路，用来将上述第一、第二、第三和第四码元数据并且已经被加上上述错误检测/修正码的各个码元数据提供给各个旋转磁头。

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